Geri Dön

Polimer elektrolit membran yakıt hücresi için dowex reçinesinin ve H-ZSM5 zeolitinin elektrolit olarak denenmesi

Adaptation of dowex resin and H-ZSM5 zeolites into polymer electrolyte membrane fuel cell as electrolyte

  1. Tez No: 114623
  2. Yazar: OSMAN İLKE ŞENOL
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. İRFAN AR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2001
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 103

Özet

POLİMER ELEKTROLİT MEMBRAN YAKIT HÜCRESİ İÇİN DOWEX REÇİNESİNİN VE H-ZSM5 ZEOLİTİNİN ELEKTROLİT OLARAK DENENMESİ (Yüksek Lisans Tezi) Osman İlke ŞENOL GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Şubat 2001 ÖZET Günümüzde Polimer Elektrolit Membran Yakıt Hücrelerinde (PEMYH) (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC) kullanılan membranlar pahalı, sınırlı kalınlıklarda ve belirli iyon iletkenliklerinde üretilmektedir. Membranların daha düşük maliyetlerle ve daha düşük iyon iletme dirençlerinde üretilmesi gerekmektedir. Bu, özellikle PEMYH için yüksek akım yoğunluğuna ihtiyaç duyan ulaşım sektöründe çok önemlidir. Membran üretim maliyeti düştükçe PEMYH'nin maliyeti düşmekte, membran kalınlığı düştükçe de daha düşük iyon iletme dirençlerine olanak vermekte ve dolayısıyla daha yüksek performanslarda çalışan yakıt hücreleri geliştirilebilmesini sağlamaktadır. Yapılan bu çalışma ile PEMYH'leri için alternatif membran araştırmaları yapılmıştır. Bunun için üretim maliyeti düşük ve piyasadan kolayca temin edilebilen H-ZSM5 zeolitinin ve Dow Chemical'a ait Dowex Marathon C tipi iyon değiştiren reçinenin membran haline getirilmesi ve PEMYH'nde akım11 üretimleri üzerine denemeler yapılmıştır. Çalışmada aynı zamanda sıcaklık ve yakıt akış oranının verim üzerindeki etkisi de incelenmiştir. İki farklı sıcaklık değeri, 19 ve 40 °C, ve dört farklı hidrojen/hava yakıt akış oranlan 20/40, 20/60, 10/40 ve 20/100 ml/dakika için ölçümler yapılmıştır. Dowex reçinesini ve H-ZSM5 zeolitini membran haline getirme işlemlerinden başarılı olanlarla yapılan ölçümler sonucunda her iki maddede de akım üretiminde başarıya ulaşıldığı gözlenmiştir. Elde edilen potansiyel, H-ZSM5 zeoliti için sürekli değişmekte ve hızla azalmaktadır. Bu çok olumsuz bir sonuç olmakla birlikte eğer H-ZSM5 zeoliti üzerine araştırmalar genişletilirse başarıya ulaşılabileceği düşünülmektedir. Diğer taraftan Dowex Marathon C tipi reçine ile hazırlanan membrandan elde edilen akım ve potansiyel değerleri oldukça güzel sonuçlar vermiştir. Polivinil asetat reçinenin iyon iletme kapasitesini düşürmesi ve sıcaklıkla deforme olmasına rağmen reçine için destek maddesi olarak kullanılmıştır. Reçineden yapılan membran ile en yüksek akım ve potansiyel değerleri, atmosferik koşullarda, 40 °C'de ve 1/3 hidrojen/hava oranı için 1,322 mA ve 0,652 V olarak ölçülmüştür. Potansiyel oldukça iyi bir değer de olmakla birlikte, akım değeri PEMYH'lerinde kullanılan geleneksel membranlara göre oldukça düşük olduğu gözlenmiştir. Bilim Kodu : 603.02.01 Anahtar Kelimeler : Polimer Elektrolit Membran Yakıt Hücresi, PEMYH, Katyon Değiştiren Membranlar, Membran Hazırlama, Dowex, H-ZSM5 Sayfa Adedi : 103 Tez Yöneticisi : Doç.Dr. İrfan Ar

Özet (Çeviri)

HI ADAPTATION OF DOWEX RESIN AND H-ZSM5 ZEOLITES INTO POLYMER ELECTROLYTE MEMBRANE FUEL CELL AS ELECTROLYTE (M.Sc. Thesis) Osman İlke ŞENOL GAZİ UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY February 2001 ABSTRACT The membranes used in the present fuel cells are expensive and available only in limited ranges of thickness and specific ionic conductivity. There is a need to lower the cost of the present membranes and to investigate lower cost membranes that exhibits low resistivity. This is particularly important for transportation applications where high current density operation is needed. Cheaper membranes promote lower cost Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells (PEMFC) and thinner membranes with lower resistivities could contribute to power density improvements. In this study, alternative membranes for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells were investigated. For this purpose, membrane preparation techniques and current efficiencies of H-ZSM5 zeolites and Dowex Marathon C type resin, which is manufactured by Dow Chemical's Co., whose production costs are low and which can be obtained commercially easily, were studied. In addition to this, hydrogen/air ratio and temperature effect on cell efficiencyIV were examined. Experiments were performed at two different average temperatures, 19 and 40 °C, and at four different hydrogen to air flow ratios in the range, 1/2, 1/3, 1/4 and 1/5. Membrane preparation techniques that were applied successfully to these materials show that both materials can produce current and electricity. It was observed that potential produced by the membrane prepared from H-ZSM5 zeolites changes continuously and decreases rapidly. Although this is an unexpected result, it is believed that if researches on H-ZSM5 zeolites for fuel cells are continued, H-ZSM5 zeolites can be offered as an alternative membrane material for Fuel Cells. On the other hand, the results obtained for Dowex Marathon C type resin are pretty good. Although polyvinyl acetate cause a decrease in ion exchange capacity of the resin and it deforms with increasing temperature, it was used as supporting material for the resin in membrane preparation. Current and potential measured for the membrane prepared from this resin at atmospheric condition, 40 °C and hydrogen/air flow rate 1/3 are 1,322 mA and 0,652 V respectively. Although the potential satisfies the needs, current is very low against the traditional membranes used for PEMFC. Science Code : 603.02.01 Key Words : Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC, Cation Exchange Membrane, Membrane Preparation, Dowex, H- ZSM5 Page Number : 103 Adviser : Assoc.Prof.Dr. İrfan Ar

Benzer Tezler

  1. Tez No

    416357

    Development of self-humidifying nano-composite membrane for polymer electrolyte membrane fuel cell

    Kendiliğinden-nemli nano-kompozit membranın polimer elektrolit yakıt hücresi için geliştirilmesi

    UMUT BAKİ ÇAÇAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    EnerjiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NECATİ ÖZKAN

    YRD. DOÇ. DR. YILSER DEVRİM

  2. Tez No

    165972

    Sülfonlanmış polistrenin polimer elektrolit membran yakıt hücresinde elektrolit olarak denenmesi

    Sulfonated polystyrene used as polymer electrolytes in a proton exchange membrane fuel cell

    ELİF ÖĞÜT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. İRFAN AR

  3. Tez No

    424358

    The production of azole functional novel proton conductive membranes for polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) applications

    Polimer elektrolit membran yakıt hücresi uygulamaları için azol fonksiyonlu yeni proton iletken membranların hazırlanması

    DENİZ SİNİRLİOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    KimyaFatih Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ EKREM MÜFTÜOĞLU

    PROF. DR. AYHAN BOZKURT

  4. Tez No

    197648

    Dynamical modeling of water transport in polymer electrolyto membrane cell (PEMFC) designs

    Polimer elektrolit membran yakıt hücresi (PEMYH) tasarımlarında su dinamik modellenmesi

    MUSTAFA SERİNCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    EnerjiSabancı Üniversitesi

    Mühendislik ve Doğa Bilimleri Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SERHAT YEŞİLYURT

  5. Tez No

    282753

    Yüksek sıcaklık yakıt hücreleri için polimer esaslı kompozit membranların sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of polymer electrolytes composit membranes for high temperature fuel cells

    MESUT YILMAZOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ

Geri Dön